Gerilim düşüşüne neden olmadan akımın tek bir yönde akmasını sağlamak için bir diyot kullanma

Mikrodenetleyicime (ATmega8) güç sağlamak için ~ 5.4V voltaj kaynağı kullanıyorum. Yanlışlıkla voltaj kaynağını tersine bağlamamayı sağlamak istiyorum ve bir diyotun bunu başarmak için güzel bir yol olacağını düşündüm, şimdiye kadar öğrendiğim kadarıyla, bir diyot akımın bir yönde akmasına izin veriyor ve bloklar diğerinde.

Ama aynı zamanda öğrendiğim şey diyotların voltajda düşüş yaratması. Tipik diyotlardan birkaçı (1N4001, 1N4148 vb.) Var ve IC'ye güç vermek için çok düşük olacağı için voltajı düşürmeden yukarıda belirtilen sonuca ulaşmak için bunları kullanmak istiyorum.

Benim sorum şu, bunu bir diyot ile yapmanın bir yolu var mı? Yoksa başka bir bileşene ihtiyacım var mı (öyleyse, ne önerirsiniz)?

Yapmanız değil mümkün voltaj düşüşü gibi düşük olarak istiyorum. ATmega8 2,7 V ila 5,5 V çalışması için belirtilmiştir ve 5,5 V aslında bir miktar marjla 5,0 V'dir. Veri sayfasında 5 V'ta belirtilen birçok parametre göreceksiniz.

Besleme voltajınız ~ 5.4 V. "~" Ne anlama geliyor? Yüzde birkaç değişebileceğini mi? % 3 daha yüksek, spesifikasyon dışında olan 5.56 V verir. AVR'nin alevler içinde yükselmesine neden olmaz, ancak özelliklere uymak iyi bir alışkanlıktır.

Yani izin gerilim düşüşünü. 500 mV'luk bir düşüşe izin verin . ATmega sadece birkaç on mA tüketecek. Bir 1N4148, 50 mA'da tipik olarak 900 mV düşecek, bu da memnuniyetle kabul edeceğim, ancak çok yüksek bulabileceğiniz. Bu durumda , diğer cevaplarda da önerildiği gibi Schottky'ye gidin . 100 mV'luk bir düşüşe sahip bir Schottky diyotu istemezsiniz , özellikle daha kötü özelliklere sahip biri için kullanın. Bu 100 mA'da 450 mV düşecektir.

Gerçek bir diyot Fizik kanunları ile sınırlıdır. Gerçek voltaj, kullanılan akıma ve voltaja ve cihaza bağlı olacaktır, ancak bir kılavuz olarak, çok hafif bir yükleme altında bir Schottky diyotu 0,3V'nin altında bir miktar yönetebilir, ancak yükleme izin verilen maksimum yaklaşıma göre bu genellikle 0,6V + 'ya yükselir. Yüksek akım cihazlarında 1V'un üzerinde ileri voltaj düşüşleri olabilir. Silikon diyotlar iki ila üç kat daha kötüdür.

Diyot yerine bir MOSFET kullanmak, direnç düşüşünün akımla orantılı olması ve bir diyottan çok daha düşük olabilmesi için dirençli bir kanal sağlar.

Aşağıda gösterildiği gibi bir P Kanallı MOSFET kullanılması, pil kutupları doğru olduğunda MOSFET'in açılmasına ve pil ters çevrildiğinde kapatılmasına neden olur. Devre ve diğerleri buradan bu düzenlemeyi ticari olarak (topraklama kablosunda N Kanallı bir MOSFET ile ayna görüntüsü düzenlemesini kullanarak) birkaç yıl boyunca başarılı bir şekilde kullandım.

Akü kutupları DÜZELTİLMEDİĞİNDE MOSFET geçidi kaynağa göre pozitiftir ve MOSFET geçidi kaynağı 'birleşim yeri' ters yönlüdür, bu nedenle MOSFET kapatılır.

Akü polaritesi doğru olduğunda MOSFET geçidi kaynağa göre negatiftir ve MOSFET doğru şekilde önyargılıdır ve FET Rdson = yüke karşı yük akımı "görür". Bunun ne kadar olduğu seçilen FET'e bağlıdır, ancak 10 miliohm FET'ler relatibely yaygındır. 10 mOhm ve 1A'da sadece 10 mili-Volt düşüş elde edersiniz. Rdson 100 miliohm'luk bir MOSFET bile, taşınan amper başına sadece 0.1 Volt düşecek - bir Schottky diyotundan bile çok daha az.

TI uygulama notu Ters akım / akü koruma devreleri

Yukarıdaki ile aynı kavram. N & P kanal versiyonları. Belirtilen MOSFET'ler yalnızca örnektir. Vgsth geçit voltajının minimum akü voltajının çok altında olması gerektiğini unutmayın.

İki fikir:

1. Normal PN eklem diyotu yerine bir Schottky diyotu kullanın. Schottky diyotlarının PN diyotlarından daha az voltaj düşüşü vardır.
2. Diyotu normalde ters yönde bükülecek şekilde beslemeye bağlayın. Güç geriye doğru bağlandığında, diyot ters voltajın diyotun ileri voltaj düşüşünü aşmasını engelleyecek ve engelleyecektir. Sınırsız akım taşıması istenmemesi için diyotun akımında sınırlı bir kaynağa veya sigortaya ihtiyacınız olacaktır.

• Schottky güç diyotu, 0.2V kadar düşük bir voltaj düşüşü verecektir.
• Tersine takılamayan birçok konektör mevcuttur.
• Birçok kişi, iki kablo bağlı üç pimli bir konektör kullanır. Bu durumda tersine takmak her iki kabloyu da bağlamaz.

Sıfır voltaj düşüşü diyotunu nasıl alacağınızı özlediniz. 1 diyerek 2 diyot alın. Direnç üzerinden birini saptırın, .6V kadar çıkın ve ikinci bir direnç yoluyla diğer diyotun anoduna uygulayın. Üçüncü bir dirençle ikinci diyotun katotunu toprağa çalıştırın. İkinci diyot şimdi ilk diyot tarafından önyargılıdır. DC izolasyonu elde etmek için ikinci diyotun anoduna bir başlık girişi koyun. Bir giriş AC sinyali olan Shazam, kayda değer bir diyot voltaj düşüşü olmadan düzeltilir. Germanyumları ve Shottkys'i unutun, en iyi .3 v gibi olsun. .05 voltaj düşüşü elde etmek için devremi ayarlamak kolaydır. Daha yüksek voltaj düşüşü elde etmek için sadece ilk diyotun akımını yükseltin. Sıfır geçiş karşılaştırıcısını gerçekten güzelleştirir. Faz hatalarına iyi geçin. Düzenlemeler? İlk diyotun üzerine bir kapak koyun, gürültüden kurtulun. Direnci ikinci diyotun anoduna oldukça büyük olacak şekilde yerleştirin. Küçük sinyallerle yardımcı olur.

Schottky diyot iyi bir çözüm olacaktır ve bu hafta yaptığım bir PIC geliştirme kartında güç yolu polarite koruması için seçim yaptım. Schottky diyotları, diğer genel diyot tiplerine kıyasla, özellikle genel amaçlı olanlara göre çok düşük bir voltaj düşüşüne sahiptir. Schottky diyotlar için popüler bir kullanım, yüksek hızlı devreler için bunları kullanmaktır, çünkü bunlar düşük ileri voltaj düşüşleriyle de bilinirler. Bununla birlikte, bunların bir dezavantajı, diğer diyot tiplerine kıyasla nispeten daha düşük arıza voltajlarıdır. 3.3v / 5v mikrodenetleyici veya diğer düşük voltaj uygulamaları için sadece polarite koruması arıyorsanız, bu sizin için ideal olabilir, çünkü düşük voltaj düşüşü caziptir ve düşük arıza voltajı muhtemelen ihtiyacınızdan daha yüksektir. Beklenen akım çekişinde, yük akımı çekişinde ve arıza voltajında ​​gerekli maksimum voltaj düşüşünüze uyan özelliklere sahip bir diyot seçin. Digikey.com bunu çok kolaylaştırıyor; oradan çok açık olmalı.

Diyot kullanarak ancak diyot düşüşü olmayan bir devreyi ters polariteden korumak için, diyotu bir sigortayla değiştirin ve sigortadan sonra güç rayları boyunca ters polaritede oldukça büyük bir diyot bağlayın. Sigortanın maksimum akımını ve ayrıca diyotların genel olarak yapabileceği yüksek bir darbe değerini sürekli olarak idare edebilmelidir.

Tüm güç çeviricileri bu şekilde çalışır. 12 Volt'ta yüzlerce Amp çekebilirler, ancak ters polarite sadece sigortaları patlatır.

Düşük akım cihazları için başka bir çözüm, sigortayı bir dirençle değiştirmektir. Direnç boyunca voltaj düşüşü düşük akımlarda bir diyottan daha az olabilir.

Başka bir yol, bir MOSFET içinde bir diyot kullanmaktır, çünkü bir MOSFET'in içinde bir diyot vardır. Pozitif beslemeyi korumak için, bir P-kanalı cihazı, diyot cihazı kapı kapalıyken ters polariteye karşı koruyacak şekilde kullanın. Şimdi, polarite doğru olduğunda kapıyı açmak için biraz mantık (tek bir direnç ve küçük sinyal diyotu gibi) yapmanız gerekir, o zaman bu .6 Volt diyot düşüşü artık MOSFET'in Rds MAX direncine veya daha azına dönüşecektir. MOSFET'ler her iki yönde de açılır.